基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚的相關(guān)研究

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人民的物質(zhì)生活日益豐富起來，蔬菜大棚種植系統(tǒng)也受到了相應(yīng)的影響。農(nóng)業(yè)大棚在引進(jìn)先進(jìn)的信息技術(shù)后，已向智能化方向靠攏，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)對(duì)溫室大棚遠(yuǎn)程監(jiān)控的系統(tǒng)。本文主要研究了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)大棚方面的應(yīng)用研究。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);農(nóng)業(yè)大棚;應(yīng)用研究

1、前言

隨著時(shí)代的進(jìn)步，生活質(zhì)量的提高。對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求量也越來越大，現(xiàn)在社會(huì)溫室種植植物已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了重要的地位，而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的溫室種植農(nóng)產(chǎn)品，溫室大棚里面的溫度只能根據(jù)溫室大棚里面懸掛溫度計(jì)來測量。光照及濕度這對(duì)于植物生長非常重要的因素僅憑借工人的經(jīng)驗(yàn)。這個(gè)不利于大規(guī)?？茖W(xué)化的種植農(nóng)產(chǎn)品，因此智能農(nóng)業(yè)大棚的設(shè)計(jì)就對(duì)農(nóng)作物的生長以及節(jié)省人力物力起到了關(guān)鍵性的作用。

2、物聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)今社會(huì)中的廣泛應(yīng)用

2.1生活中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)相比于互聯(lián)網(wǎng)，主要目的是物質(zhì)之間的相連網(wǎng)絡(luò)。相比于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)更能讓人們直觀的認(rèn)識(shí)到物質(zhì)之間的聯(lián)系，而這些物質(zhì)對(duì)于人們的生活都有著重要的作用，很多都屬于生活必需品的層次。通過物聯(lián)網(wǎng)，我們能夠了解到電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代，能夠了解到物品何時(shí)需要更換和維修，從而保障了人們的生活質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)在很多地方都受到人工智能的影響，大多數(shù)自動(dòng)設(shè)備均以物聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)，例如智能販賣機(jī)，智能交通系統(tǒng)，智能運(yùn)動(dòng)檢測。各種智能化的產(chǎn)品已經(jīng)逐步進(jìn)入了我們的生活。相比于傳統(tǒng)的非智能系統(tǒng)，智能系統(tǒng)會(huì)通過各種外界的因素做出分析和反應(yīng)，從而制定合理的工作規(guī)劃和工作路徑。如今在我們大部分的生活中，隨時(shí)都能看到物聯(lián)網(wǎng)和人工智能應(yīng)用的影子，從我們最常見的角度分析：很多地方的交通和導(dǎo)航通過物聯(lián)網(wǎng)的操控從而規(guī)劃出最合理的行駛路徑?？梢哉f將來物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將會(huì)更加的廣泛。

2.2農(nóng)業(yè)中的作用

智慧大棚種植系統(tǒng)屬于農(nóng)業(yè)的范疇，本文主要是探討這個(gè)方面，除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中也應(yīng)用于園藝業(yè)，畜牧業(yè)，各類肉蛋奶等食物的生產(chǎn)之中。由于物聯(lián)網(wǎng)很多地方都和人工智能有著重要的關(guān)系。因此物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在蔬菜大棚的智能種植之中也發(fā)揮了重要作用。隨著物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，現(xiàn)代化的大棚種植技術(shù)已經(jīng)逐步開始普及。通過物聯(lián)網(wǎng)，人們可以直觀的感受到各種種植和生長時(shí)期的土壤狀況，通風(fēng)情況，環(huán)境溫度，環(huán)境濕度，光照狀態(tài)等各種外界因素以及作物本身的生長情況。從而進(jìn)行調(diào)節(jié)，來達(dá)到生產(chǎn)更高質(zhì)量蔬菜的目的。在未來的智能種植當(dāng)中，人們可以借助物聯(lián)網(wǎng)而通過人工智能對(duì)蔬菜的生長進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了工作成本。

3、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為農(nóng)業(yè)大棚帶來的主要變化

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升我國農(nóng)業(yè)的國際競爭力具有十分重要的意義。隨著人們生活水平的不斷提升，反季的蔬菜和水果已經(jīng)成為了人民日常生活中常見的食物，人民對(duì)反季蔬菜和水果的需求量也逐步增多。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為農(nóng)業(yè)大棚的生產(chǎn)帶來了一系列的變化，對(duì)輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了更加積極的作用。

3.1農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集更加精細(xì)化

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將不同的傳感器部署到農(nóng)業(yè)大棚之中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳的濃度、光照時(shí)長、病蟲害、土壤的PH值等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，從而對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的預(yù)警、決策提供更多的輔助作用。對(duì)于農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)來說，室內(nèi)的溫度是十分重要的，在以往的農(nóng)業(yè)大棚的生產(chǎn)中，大棚內(nèi)溫度的衡量主要依靠溫度計(jì)進(jìn)行顯示，需要人為進(jìn)行溫度的調(diào)整。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響下，農(nóng)業(yè)大棚可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恒溫。同時(shí)對(duì)于農(nóng)作物的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)來說，物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與傳輸，為農(nóng)業(yè)大棚的精細(xì)化管理提供了更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。

3.2農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎母?/p>

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，數(shù)據(jù)的采集與傳輸依靠的是無線網(wǎng)絡(luò)與無線傳感器，更適合在農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，避免了網(wǎng)路布線影響到正常的農(nóng)作物生產(chǎn)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以使得數(shù)據(jù)的傳輸更加便捷，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎?，從而減少農(nóng)業(yè)大棚種植的綜合成本。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用中，以往收集起來比較困難的數(shù)據(jù)能夠使用耗能更少、成本更低的方式進(jìn)行收集，從而將傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)帶入了發(fā)展的快車道。

3.3農(nóng)業(yè)預(yù)警更加及時(shí)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響下，農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)預(yù)警能夠更加及時(shí)，可以做到提前防范農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。在以往的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚中，無法對(duì)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的各類環(huán)境參數(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)控，大多數(shù)依靠的是農(nóng)戶的經(jīng)驗(yàn)，缺乏科學(xué)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)收集與處理，當(dāng)大棚內(nèi)的農(nóng)作物狀態(tài)出現(xiàn)異?；蛘攮h(huán)境參數(shù)出現(xiàn)異常變動(dòng)的時(shí)候，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，做到早發(fā)現(xiàn)早預(yù)防。

4、物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)大棚管理上的應(yīng)用

4.1建設(shè)農(nóng)業(yè)氣象物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的空氣、光照、土壤溫濕度、土壤肥力等都影響著植物的生長，要將這些因素都控制在適宜植物生長的范圍內(nèi)就必須建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以操縱水肥一體化灌溉設(shè)備，在通過監(jiān)測獲得的各項(xiàng)（如pH值等）數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上決定水肥配比和灌溉量，它還可以自動(dòng)收集大棚所處自然區(qū)域內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)，并據(jù)此制定相應(yīng)的大棚物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)管理方案。該系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)需要依靠三個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，具體建設(shè)方式如下。

4.1.1氣象環(huán)境監(jiān)測、遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)

首先要在大棚區(qū)內(nèi)打造一個(gè)適宜植物生長的穩(wěn)定安全的大環(huán)境?？梢栽谂飬^(qū)內(nèi)安裝紅外線高清攝像頭，在后方連一個(gè)控制臺(tái)，接收攝像頭傳回的實(shí)時(shí)觀測畫面，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)棚區(qū)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。該系統(tǒng)復(fù)雜程度不高，科學(xué)技術(shù)方面只涉及無線局域網(wǎng)和視頻壓縮技術(shù)，硬件方面攝像頭、控制臺(tái)等的安裝都比較容易，設(shè)備維護(hù)方面技術(shù)含量不大，是一種實(shí)用性極大、使用起來也很簡便的棚區(qū)監(jiān)視系統(tǒng)。

4.1.2精細(xì)化種植子系統(tǒng)

精細(xì)化種植子系統(tǒng)，即通過系統(tǒng)智能調(diào)控使植物的栽種、生長都能得到精細(xì)的照管，以確保在收獲期得到優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品。該系統(tǒng)中安置有感知大棚內(nèi)光照、濕度、溫度等的無線傳感器，用于檢測棚內(nèi)的光照強(qiáng)度、土壤溫度、土壤濕度等環(huán)境參數(shù)。這個(gè)系統(tǒng)建立在氣象環(huán)境監(jiān)測、遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，它需要借助監(jiān)控系統(tǒng)的紅外線高清攝像頭設(shè)備，技術(shù)方面除自身的無線傳感、智能傳感技術(shù)外，還需要結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)的無線局域網(wǎng)及視頻壓縮技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)大棚區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，使農(nóng)業(yè)大棚所有者無論身處何方都能通過電子終端設(shè)備監(jiān)測棚區(qū)實(shí)時(shí)狀況、查看棚區(qū)各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)、遠(yuǎn)程遙控棚區(qū)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

5、結(jié)語

在智能溫室大棚設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要考慮農(nóng)業(yè)種植需求，需要考慮到當(dāng)?shù)丨h(huán)境變化情況，還要基于資源優(yōu)化配置及作物科學(xué)管理等目的，來保證大棚的作用價(jià)值。智能溫室大棚需要滿足的功能有很多，設(shè)計(jì)人員要逐一設(shè)計(jì)相關(guān)的功能模塊，使大棚內(nèi)部環(huán)境得到有效調(diào)節(jié)和改善，使相關(guān)異常問題得到有效預(yù)警，如此其大棚智能化控制意義才能得到體現(xiàn)。

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作者簡介：孫悅（1998-），女，漢族，吉林省白山市人，大連東軟信息學(xué)院計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。